粗糙齿面啮合的热弹流润滑分析

在王晓力等的基于平均流量模型的广义Reynolds方程的基础上,进一步建立了综合考虑流体的非牛顿特性、可压缩性、齿面粗糙度效应及热效应的线接触混合弹流润滑的广义Reyn-olds方程;并采用多重网格法求解润滑方程组,采用逐列扫描步进法求解温度控制方程,获得了渐开线齿轮传动混合热弹流润滑的完全数值解。对部分算例,分别分析了一对轮齿从入啮到脱啮的整个啮合过程中最大主剪应力和平均油膜厚度的变化规律。计算结果表明,计入齿面的粗糙度效应后,轮齿接触应力显著增大,这必然会对轮齿接触疲劳强度产生重要影响,因此,基于Hertz理论进行齿轮接触疲劳强度设计有失安全性。     

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮润滑加载接触分析

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮润滑加载接触分析将轮齿加载接触分析（ＬＴＣＡ）与热弹性流体动力润滑分析（Ｔｈｅｒｍａｌ－ＥＨＬ）有机地结合在一起。运用ＬＴＣＡ，可以得到齿轮副的接触状况，轮齿表面的几何特性，以及进行轮齿啮合表面热弹性流体动力润滑分析所需的法向载荷和运动参数等。从Ｔｈｅｒｍａｌ－ＥＨＬ的分析结果中，设计者能够得到包括油膜形成能力，油膜压力分布和温度增升等的润滑特性。在ＬＬＴＣＡ模型中，综合建立了轮齿接触和润滑特性与运转条件和齿轮加工所决定的几何特性之间的联系。     

齿廓形状对谐波齿轮共轭啮合区润滑性的影响

采用公切线双圆弧齿廓作为谐波传动柔轮齿廓,通过包络理论推导出刚轮与柔轮的共轭齿廓方程和共轭区域,同时运用最小二乘法拟合刚轮齿廓的离散点,得到刚轮的拟合圆弧曲率半径.在此基础上,综合考虑卷吸速度、啮合点法向载荷、真实表面粗糙度和轮齿接触几何等因素,建立了双圆弧齿廓和渐开线齿廓谐波齿轮在共轭啮合区的混合润滑数学模型,分析了不同转速下谐波齿轮共轭啮合区处齿根啮合点和齿顶圆啮合点的润滑状态.研究结果表明:齿廓形状对润滑性能影响显著,采用双圆弧齿廓能显著增加平均油膜厚度和降低最大油膜压力,使润滑性能得到改善;随着波发生器转速逐渐降低,共轭齿根啮合点和共轭齿顶圆啮合点的平均油膜厚度和膜厚比随之减小,接触载荷比随之增大,润滑效果变差.     

困油时外啮合高速润滑泵全齿面油膜厚度计算

为把握困油压力和油膜两端压差以及与众不同的液压载荷,如何影响外啮合高速润滑泵齿面的最小油膜厚度,先从直齿齿轮传动的几何关系和刚性等黏度润滑理论入手,建立出包含初始压差的最小油膜厚度及油膜破裂点位置的计算式。实例的结果表明:困油压力造成了载荷的较大波动,甚至出现负值载荷;困油压力通过改变载荷和油膜两端压差来影响齿面的最小油膜厚度。总体上,困油压力以及油膜压差有利于改善齿面的润滑状态;困油时全齿面上的弹性参数和最小油膜厚度变化较大,刚度理论无法适用,并依据实际的弹性参数和黏性参数选自合适的公式再计算油膜厚度等;得出外啮合高速润滑泵的齿面润滑确有别于常规的齿面润滑。常规齿面相关润滑理论在后续外啮合高速润滑泵的设计应用上,应予以修正。     

根据弹性流体动力潤滑理论的齒轮副齒面强度计算法

一、前言齿轮轮齿的失效可分为齿面失效和整体失动两大类。齿面失效主要指轮齿的点蚀、胶合、磨损和塑性变形等,相应地有齿面接触强度计算,胶合计算,磨损计算和塑性变形计算等。齿面的失效与齿面润滑状态     

重载下准双曲面齿轮传动界面润滑机理分析

综合考虑了准双曲面齿轮传动接触几何、卷吸速度与椭圆主轴不重合、润滑剂流变特性等因素,建立了准双曲面齿轮传动界面润滑机理分析的统一数学模型,数值分析了重载下准双曲面齿轮传动一对啮合副从啮入到啮出过程中啮合点油膜、压力、闪温和von Mises应力的演变规律,探讨了小齿轮转速对传动界面润滑性能的影响。结果表明:从啮入到啮出过程中,啮合点的中心油膜厚度和最大von Mises应力呈现单调递减趋势,表面最大闪温则是先升高然后逐渐降低;转速对传动界面润滑状态的影响非常显著,随着转速的逐渐减小,啮合点中心油膜厚度也随之减小,由于工程中粗糙表面的存在,界面容易因滑动摩擦发生磨损;转速越高,啮合点的闪温也越高,此时齿面容易发生胶合失效,为了最大限度地避免齿面磨损和胶合,需要合理选择准双曲面齿轮的运行转速。     

渐开线直齿圆柱齿轮侧隙的探讨

在总结分析国内外渐开线直齿圆柱齿轮侧隙和齿厚偏差标准的基础上,以寻求一种新的选择齿轮副侧隙和齿厚偏差的方法。文中最小极限侧隙的计算不仅考虑了啮合轮齿间油膜厚度和齿轮,箱体热膨胀对侧隙的影响,而且考虑了轮齿受载弹性变形对侧隙的影响。并利用弹流理论来研究啮合轮齿间油膜厚度,用有限元法来研究轮齿受载弹性变形。     

渐开线直齿圆柱齿轮侧隙的探讨

本文是在总结分析国内外侧隙和齿厚偏差标准的基础上,以寻求一种新的选择齿轮副侧隙和齿厚偏差的方法。文中最小极限侧隙的计算不仅考虑了啮合轮齿间油膜厚度和齿轮、箱体热膨胀对侧隙的影响,而且考虑了轮齿受载弹性变形对侧隙的影响。并利用弹流理论来研究啮合轮齿间油膜厚度,用有限元法来研究轮齿受载弹性变形。最后,提出了一种新的侧隙和齿厚偏差选择规范。     

少齿数齿轮副的有限元分析

结合渐开线斜齿轮和少齿数齿轮设计理论,对少齿数齿轮副各参数进行选取,建立少齿数齿轮副的三维模型,进行少齿数齿轮副的接触有限元分析,得到了少齿数齿轮副传动过程中接触区域和轮齿接触应力。通过对比两种齿面接触强度计算方法,初步验证了以下界点作为齿面接触强度计算点的合理性,为少齿数齿轮副的优化设计和齿面接触强度公式的建立提供参考依据。     

摆线针轮增齿传动的探讨

近年来国内外在大功率及小传动比摆线针轮行星传动方面已作了大量研究,但实际生产中速比过小的传动装置往往容易发生胶合现象。分析其原因是多方面的:首先一般工厂加工的传动零件其精度和表面光洁度达不到使两工作齿面间建立弹性流体动力润滑的条件,因此齿面啮合力的大小对胶合现象的产生有很大影响。当传动比小时,摆线轮齿数也少,同时承载的齿数相应减少,啮合力的最大值(P_(max))就噌加,尤其当传动比过小,摆轮齿数过少时,啮合力的最大值将增加得特快,这就造成了产生胶合的条件;其次,在弹性流体动力润滑时[1],齿表面相对滑动速度增加,容易形成油膜,而在边界润滑或混合润滑时,两齿面     

直齿轮传动中各啮合点的齿间载荷和油膜厚度的分布规律

本文采用藤井贤治三梯形法得到的轮齿综合变形来计算直齿轮轮齿的综合啮合刚度和单齿啮合刚度，并考虑弹流润滑的中心油膜厚度产生的影响，得到了一种更完善更接近工程实际的直齿轮传动中各啮合点的齿间载荷分布关系并用这种新的齿间载荷分布关系计算得到标准和变位直齿轮在各啮合点处的中心油膜厚度分布关系，两者与传统值有较大差异这将有助于人们对齿轮传动的强度、润滑和失效机理更深入的认识．     

考虑润滑因素的两圆柱体接触承载能力的分形模型研究

为了研究润滑对两圆柱体结合面接触承载能力的影响,文章引入弹性流体动压润滑理论,在分形理论M-B接触模型的基础上,结合弹性流体动压润滑机理,利用雷诺方程、Grubin积分法以及Hamrack关于最小油膜厚度的修正公式,推导了考虑弹性流体动压润滑状态下的两圆柱体结合面分形接触模型。通过Matlab仿真发现,弹性流体动压润滑能明显地减小圆柱体结合面接触应力,且随着润滑油膜厚度的增加,接触应力上升;随着粗糙度幅值减小、分形维数增加、啮合曲率半径变大,两圆柱体间的接触应力减小,且外啮合比内啮合时的接触应力大。该文将润滑因素引入圆柱体分形接触模型中,为后续进行真实工况下的齿轮接触分析奠定了一定的理论基础。     

单圆弧齿轮传动中弹性流体动力润滑油膜厚度的计算

本文分析了单圆弧齿轮啮合特点,利用哈姆洛克——道森点接触弹性流体动力润滑理论,设计了单圆弧齿轮弹性流体动力润滑油膜厚度的计算模型,导出可供设计者计算的实用公式,从而可预见轮齿的失效形式。通过应用举例可看出,恰当选择轮齿参数,润滑油粘度等可改善轮齿润滑状态,以达到减小摩擦,提高传动效率,延长轮齿寿命的目的。     

面齿轮啮合过程中齿面接触分析

根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差⊿ =1～3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性.研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能.同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高.因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的.     

应用弹性流体动力润滑理论对齿轮副最小油膜厚度的研究

本文介绍了用弹性流体动力润滑理论对齿轮副节点处最小油膜厚度的研究结果,分析比较得出:直齿园柱齿轮副节点处润滑状态最差,斜齿园柱齿轮副润滑状态最好,正角变位齿轮也比直齿轮为好,如变位系数选择得当,则效果更佳。     

基于微分进化算法的销齿传动多目标优化设计

为缩短销齿传动的设计周期,降低产品成本,依据弹性流体动力润滑理论和齿轮啮合原理建立销齿传动的冷胶合强度条件。以齿间最小油膜厚度最大(倒数最小)和销齿传动中心距最小作为设计的追求目标,摈弃传统的多目标优化设计方法,利用修正的微分进化多目标优化算法对范例进行分析计算。优化过程及结果表明,修正的微分进化多目标优化算法能够有效地提高产品的综合经济技术指标。     

双圆弧齿轮EHL油膜厚度的试验研究

本文介绍了用放电电压法对双圆弧齿轮齿面油膜的测试全过程。文中介绍了试验台、试件、试验原理和测试方法,给出了齿面形成全膜的测量值以及油膜的变化情况,并对其进行了粗略的分析。文章认为放电电压法是测试弹流润滑状态的一个可行的方法。最后对判断齿轮传动润滑状态的判别提出了看法。     

基于啮合效率下斜齿圆柱齿轮设计参数的选择

斜齿轮因具有传动平稳和承载能力高等优点而被广泛用于高速、重载传动中。目前对于斜齿轮的设计多以满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力为准则,未考虑设计参数对啮合效率的影响,易造成能源浪费和经济损失。在影响齿轮啮合效率的因素中,滑动摩擦功率损失占主要地位。因此,本文从计算斜齿轮滑动摩擦功率损失入手,通过计算啮合点处的滑动摩擦功率损失并沿啮合线积分,得到斜齿轮啮合效率的表达式,从中揭示出设计参数对啮合效率的影响规律,进而提出在满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力的前提下斜齿轮设计参数的选择原则。     

基于正弦齿条的齿轮及其齿廓曲线

提出一种以正弦曲线为生成齿条的齿廓曲线生成的新型齿轮.与渐开线齿轮的生成齿条不同,正弦齿条的设计压力角与轮齿高度、厚度之间具有一定的关系.设计压力角增大,则轮齿高度减小、厚度增大.通过齿廓图形仿真发现,正弦齿条生成的齿轮发生根切的倾向明显小于渐开线齿轮.所生成齿轮的齿廓与双圆弧齿轮相似,因而接触强度和弯曲强度要高于渐开线齿轮.文中给出了正弦齿廓在椭圆传动中的应用,并附加相同设计参数的渐开线齿轮传动情形以作对照.     

圆弧针齿行星传动的弹流润滑分析

依据弹性流体动力润滑的理论,建立了圆弧针齿行星传动的最小油膜厚度计算式。结合具体参数进行了数值计算,分析了这种传动的润滑状态。认为该传动轮齿间极易形成油膜,因此具有很高的啮合效率。